(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面にトナー像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像を次の像担持体に転写後に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有し、画像形成装置本体に脱着可能に装着されるプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング手段が、前記像担持体からトナーを除去するクリーニング部材と、該クリーニング部材によって除去したトナーを該クリーニング部材の長手方向に搬送するトナー搬送手段とを備えているプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体を回転支持する側壁と、
該側壁と平行な面を有する外カバー部材とが設けられ、
前記トナー搬送手段が、回転してトナー所定方向に搬送するトナー搬送部材と、該トナー搬送部材を所定位置に支持するとともに、外部からの駆動力を受けて回転する回転支持部材とを有し、
前記側壁に貫通穴が形成され、該回転支持部材は一端が該貫通穴を通り抜けて前記トナー搬送部材を支持し、他端が前記外カバー部材に支持されたホルダに回転可能に支持されるともに、
前記回転支持部材には前記トナー搬送部材を回転駆動するギヤが、前記ホルダには駆動を伝達するアイドラギヤがそれぞれ設けられ、前記回転支持部材のギヤは該アイドラギヤを介して前記像担持体に設けられたギヤと駆動連結されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記回転支持部材は前記トナー搬送部材を支持する支持部、前記トナー搬送部材を回転駆動するギヤ及び前記保持部の一方が射出成形で一体に形成された樹脂で構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記樹脂が、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリイミ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプレン樹脂及び、これらのアロイ樹脂であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のプロセスカートリッジを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスカートリッジ及びプロセスカートリッジを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置においては、カラー化が広く普及しており、特に複数の像担持体を有するタンデムタイプのものが高速性に優れ主流になりつつある。かかる装置において、像担持体およびこれに対する画像形成処理を行うための装置のうちで帯電装置、現像装置そしてクリーニング装置の少なくとも一つをカートリッジ内に纏めて収容したプロセスカートリッジを配置して用いる装置も知られている。
【０００３】
プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられており、交換作用や保守点検作業時に装置外部に取り出すことで装置内の狭い空間での作業を低減することができる。
【０００４】
ところで、像担持体と少なくともクリーニング装置を具備するプロセスカートリッジにおいて、クリーニングによって除去したトナーをカートリッジ外に搬送するものがある。かかるプロセスカートリッジでは、クリーニング部材の長手方向にトナーを搬送する搬送手段として搬送コイルスプリング、搬送コイル、搬送スクリュ等を設ける必要がある。そして、搬送手段が回転駆動するため、像担持体のギヤに噛み合うギヤが設けられている。
【０００５】
このように構成された従来のプロセスカートリッジでは、図６に示すように、感光体ドラムは、プロセスカートリッジ１００の筐体側壁間に横架された回転軸を備え、その軸方向両端が筐体側壁において支持されている。
【０００６】
一方、クリーニング手段として、クリーニングブレード（図示せず）がプロセスカートリッジ１００の筐体にネジ止めされ、その像担持体である感光体ドラム１０１の回転方向上流側に感光体ドラム１０１から除去されたトナーを搬送コイル１０２にて該クリーニング部材の長手方向へ送り出され、図示していない廃トナータンクに収容される。搬送コイル１０２は軸１０３により圧入保持され筐体へはスベリ軸受１０４を介して回転自在に支持されるとともに、軸１０３には駆動力を与えるギヤ１０５が取り付けられ、該ギヤ１０５がＥ形止め輪１０６にて筐体へ回転可能に保持されている。
【０００７】
しかしながら、従来のプロセスカートリッジでは部品点数が多くコストが高いこととスペースも嵩むという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来の不具合を解消し、部品点数が少なく、小型化が可能でしかも組み付け作業性が良好なプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、周面にトナー像が形成される回転可能な像担持体と、前記像担持体に形成されたトナー像を次の像担持体に転写後に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有し、画像形成装置本体に脱着可能に装着されるプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング手段が、前記像担持体からトナーを除去するクリーニング部材と、該クリーニング部材によって除去したトナーを該クリーニング部材の長手方向に搬送するトナー搬送手段とを備えているプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体を回転支持する側壁と、
該側壁と平行な面を有する外カバー部材とが設けられ、
前記トナー搬送手段が、回転してトナー所定方向に搬送するトナー搬送部材と、該トナー搬送部材を所定位置に支持するとともに、外部からの駆動力を受けて回転する回転支持部材とを有し、
前記側壁に貫通穴が形成され、該回転支持部材は一端が該貫通穴を通り抜けて前記トナー搬送部材を支持し、他端が前記外カバー部材に支持されたホルダに回転可能に支持されるともに、
前記回転支持部材には前記トナー搬送部材を回転駆動するギヤが、前記ホルダには駆動を伝達するアイドラギヤがそれぞれ設けられ、前記回転支持部材のギヤは該アイドラギヤを介して前記像担持体に設けられたギヤと駆動連結されていることを特徴とするプロセスカートリッジを提案する。
【００１１】
なお、本発明は、前記回転支持部材は前記トナー搬送部材を支持する支持部、前記トナー搬送部材を回転駆動するギヤ及び前記保持部の一方が射出成形で一体に形成された樹脂で構成されたという構成である。
【００１２】
さらにまた、本発明は、前記樹脂が、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリイミ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプレン樹脂及び、これらのアロイ樹脂であるという構成である。
【００１５】
さらにまた、上記課題を解決するため、本発明は、請求項１〜６の何れかに記載のプロセスカートリッジを用いることを特徴とする画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トナー搬送部材を所定位置に回転自在に支持するとともに、外部からの駆動力を受けて回転する回転支持部材を有し、その回転支持部材が外カバー部材に保持部によって回転可能に保持されるので、部品点数が少なくなり、しかも部品機能を集約することによる小型化も可能で、組立も非常に容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明に係るプロセスカートリッジを用いたフルカラー画像を形成する画像形成装置の一例を示す垂直断面図であり、ここに示した画像形成装置１は、原稿画像に応じた各色の画像を形成する作像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋと、各作像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋに対向して配置された中間転写ベルト１０と、記録シートを供給する給紙装置２０とを有している。
【００１８】
各作像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタおよび黒の各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色は異なるが、その構成が同様であるから、作像装置２Ｋの構成を各作像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋの代表として説明する。
【００１９】
作像装置２Ｋは、図１及び図２に示すように、像担持体としての感光体ドラム３Ｋ、該感光体ドラム３Ｋの回転方向に沿って順に配置されている帯電装置４Ｋ、現像装置５Ｋ、クリーニング装置７Ｋを有し、帯電装置４Ｋと現像装置５Ｋとの間で書き込み装置８からの書き込み光Ｌにより色分解された色に対応する画像情報に応じた静電潜像を形成する構成が用いられる。像担持体としては、ドラム状の他に、ベルト状とする場合もある。本実施形態の場合、作像装置２Ｋは感光体ドラム３Ｋとその周囲に配置されている帯電装置４Ｋ、現像装置５Ｋ、クリーニング装置７Ｋとがプロセスカートリッジ５０として構成され、１つのカートリッジ内に収納されている。
【００２０】
このように構成された画像形成装置においては、画像形成時に感光体ドラム３Ｋが、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置４Ｋによって一様帯電されると書き込み行程が実行される。
【００２１】
書き込み対象となる画像は、図示しないコントローラ部からのデジタル画像情報に応じて書き込み装置８を用いて静電潜像形成のために書き込まれる。
感光体ドラム３Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置５Ｋにより色分解色と補色関係にある色のトナーを用いて可視像処理されるが、現像行程では、例えば、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣ電圧が印加されることにより、書き込み光の照射により電位が低下した画像部分にのみトナーが付着して現像され、トナー像が形成される。
【００２２】
現像行程により可視像処理された各色のトナー画像は、各感光体ドラム３に対向配置された一次転写ローラ６として構成された一次転写装置にトナーと逆極性のバイアスを印加することによって感光体ドラム３からトナー像が中間転写ベルト１０に静電転写される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね転写された各色のトナー像は二次転写ローラ１１によって給紙装置２０から給送される記録シートに一括転写される。
【００２３】
給紙装置２０は給紙カセット２１を備え、該給紙カセット２１から搬送される記録シートはレジストローラ２２によって中間転写ベルト１０上に重ね転写されたトナー像とタイミングに合わせて二次転写装置に搬送されて転写される。転写工程を経た記録シートは、中間転写ベルトのローラ１２から曲率分離され、定着装置１３に向けて搬送される。定着装置１３では、ローラ同士で構成される定着ニップを記録シートが通過する際にトナー像が記録シートに定着されて、正逆回転可能な排紙ローラ１４を介して排紙トレイ１５へと排出される。
【００２４】
なお、排紙ローラ１４は、後述する両面画像形成時にスイッチバック搬送部材として用いられるようになっている。つまり、図１に示した画像形成装置１では、定着後に排出される記録シートの片面への画像形成だけでなく両面への画像形成を行うことができるようになっている。このため、両面への画像形成時には、定着後の記録シートが一旦排紙ローラ１４により排紙トレイ１５側に移動された後、その移動方向後端を把持した状態で排紙ローラ１４が逆転する。これにより、記録シートが排紙トレイ１５側から反転循環経路１６に搬送され、この循環路１６と給紙トレイ２１からの給走路との合流部に位置しているレジストローラ２２に向け繰り出されるようになっている。片面および両面への画像形成時での記録シートの搬送路の切り換えは、定着装置１３の後方に配置されている搬送路切り換え爪１７によって行われる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態を、図３を用いて説明する。
図３において、プロセスカートリッジ５０内に設けられるクリーニング装置７は図２に示したクリーニング部材としてのクリーニングブレード７０と、該クリーニングブレード７０によって感光体ドラム３から除去されたトナーをプロセスカートリッジ５０外に搬送する搬送コイルスプリング７１とを有し、クリーニングブレード７０は図５に示すように、クリーニング装置７の側板７２にネジ７３で止めされている。
【００２６】
上記搬送コイルスプリング７１は、その一端に回転支持部材７４が設けられ、本実施形態の回転支持部材７４は、搬送コイルスプリング７１の内周側に接するように挿入されて連結される割りピン形状に形成された連結部７５と、該連結部７５に続き図示していない円筒形のシール部材を保持する軸部７６と、後述する外カバー部材５１に設けられたピン５２に回転可能に挿入される位置決め穴８０を形成した駆動軸７８と、該駆動軸７８に設けられた搬送コイルスプリング７１の駆動を伝達するギヤ７９とを備えている。なお、ギヤ７９は感光体ドラム３のギヤ３１から直接回転駆動力を得ている。
【００２７】
また、プロセスカートリッジ５０には外カバー部材５１が設けられ、この外カバー部材５１に上記回転支持部材７４を位置決め支持するピン５２が設けられている。このピン５２は、上記回転支持部材７４の先端の駆動軸７８に対向しており、該駆動軸７８のピン５２の対向面には該ピン５２が回転可能に嵌合される位置決め穴８０が形成されている。このピン５２と位置決め穴８０とで本例の保持部が構成され、組み付け時にピン５２が位置決め穴８０に嵌合されることにより、搬送コイルスプリング７１を確実に支持して高精度に回転させることができる。なお、保持部は、上記構成と逆で、外カバー部材５１に位置決め穴、回転支持部材７４にその穴に挿入されるピン５２が設けたものであってもよい。
【００２８】
このように構成されたクリーニング装置７は、クリーニングブレード７０によって感光体ドラム３から除去されたトナーが、搬送コイルスプリング７１が配置されている空間内に一時的に収容され、搬送コイルスプリング７１が回転することにより、除去トナーはクリーニングブレード７０の長手方向と平行な方向に送られれる。そして、プロセスカートリッジ５０外に搬出され、図示していない廃トナータンクに収容される。なお、トナーを搬送する手段としては搬送コイルスプリング７１の代わりに搬送コイルや搬送スクリューを用いてもよい。
【００２９】
上記回転支持部材７４は、連結部７５、軸部７６、軸７８、ギヤ７９及び位置決め穴８０がポリアセタール樹脂を用いた射出成形法により一体に成形することが好ましく、これによって部品点数が大幅に減少する。なお、回転支持部材７４はポリアセタール樹脂の代わりに、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプレン樹脂及び、これらのアロイ樹脂等を使用してもよい。また、適宜補強部材としてこれら樹脂にガラス、チタン酸カリウム、タルク、マイカ、ラワストナイト及び、天然鉱物のうち単独、あるいは複数以上添加してもよく、これらの補強材は５〜５０％添加するのが一般的である。
【００３０】
上記軸部７６が支持する円筒形のシール部材としては、発泡材、不織布、織布等で形成された部材を使うことが可能である。
外カバー部材５１は、感光体ドラム３に挿入された回転軸を保持する穴部と現像装置５に挿入された回転軸を保持する穴部を備えており両保持する穴部により感光体ドラム３と現像装置５との軸間距離を規制している。そして、搬送コイルスプリング７１を支持した回転支持部材７４はプロセスカートリッジ５０の側壁５３に形成された貫通穴５４を通り抜け位置決め穴８０に外カバー部材５１のピン５２が嵌合されることによりプロセスカートリッジ５０に組み立てられる。
【００３１】
また、外カバー部材５１及びプロセスカートリッジ５０の側壁５３は生産性を考慮して、射出成形で形成された樹脂で構成されており、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリルニトリルスチレン樹脂、スチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルテレフタレート樹脂及び、これらのアロイ樹脂等が使用可能であり、さらにこれら樹脂にガラス、チタン酸カリウム、タルク、マイカ、ラワストナイト及び、天然鉱物のうち単独、あるいは複数以上添加してもよく、これらの補強材は５〜５０％添加するのが一般的である。
【００３２】
このように構成されたプロセスカートリッジ５０は、搬送コイルスプリング７１を支持した回転支持部材７４の位置決め穴８０を外カバー部材５１のピン５２が嵌合するだけで組み立てられる。したがって、図６に示した従来のカートリッジのように、Ｅ形留め輪を使って筐体の両側から挟みこむ様な組立方法に比べると部品点数が少なく、しかも部品機能を集約することによる小型化も可能となり、組立も非常に容易になる。さらに、回転支持部材７４により搬送コイルスプリング７１を確実に支持し、ギヤ７９の抜け等も防止される。
【００３３】
図４は、本発明の別の実施形態を示す説明斜視図、図５は図４の実施形態の感光体ドラム３を外した状態を示す説明斜視図である。
図４及び図５において、プロセスカートリッジ５０内に設けられるクリーニング装置７はクリーニング部材としてのクリーニングブレード７０と、該クリーニングブレード７０によって感光体ドラム３から除去されたトナーをプロセスカートリッジ５０外に搬送する搬送コイルスプリング７１とを有し、クリーニングブレード７０は図５に示すように、クリーニング装置７の側板７２にネジ７３で止めされている。
【００３４】
上記搬送コイルスプリング７１は、その一端に回転支持部材７４が設けられ、本実施形態の回転支持部材７４は、搬送コイルスプリング７１の内周側に接するように挿入されて連結される割りピン形状に形成された連結部７５と、該連結部７５に続き図示していない円筒形のシール部材を保持する軸部７６と、後述するホルダ８１に設けられたピン８２に回転可能に挿入される位置決め穴８０を形成した駆動軸７８と、該駆動軸７８に設けられた搬送コイルスプリング７１の駆動を伝達するギヤ７９とを備えている。
【００３５】
回転支持部材７４は、駆動軸７８の先端に位置決め穴８０が形成され、該位置決め穴８０はホルダ８１に設けられたピン８２が嵌合される。このホルダ８１は、後に詳述するように、回転支持部材７４と外カバー部材５１の間に設けられ、回転支持部材７４は外カバー部材５１に支持されたホルダ８１に回転可能に支持される。そして、このホルダ８１には感光体ドラム３の回転をギヤ７９に伝達するアイドラギヤ８３が回転自在に支持されている。
【００３６】
本実施形態のクリーニング装置７は、搬送コイルスプリング７１の駆動を感光体ドラム３から得ているものの、その回転方向を感光体ドラム３の回転方向に同方向にするため、感光体ドラム３の回転がアイドラギヤ８３を介して伝達される。このように、搬送コイルスプリング７１の回転方向を感光体ドラム３と同方向にすることで、軸線と直交する方向から見て、搬送コイルスプリング７１は除去トナーを感光体ドラム３と逆、すなわち感光体ドラム３の周面から離れた側に片寄せながら搬送することができる。
【００３７】
上記ホルダ８１には、駆動軸７８と軸心が一致する連結軸８４が形成され、この連結軸８４の先端、すなわちプロセスカートリッジ５０の外カバー部材５１に対向する端部に嵌合穴８５が設けられている。一方、外カバー部材５１にはピン５２が設けられ、このピン５２がホルダ８１の先端の連結軸８４に対向しており、該連結軸８４に形成されたて嵌合穴８５にピン５２が嵌合される。
【００３８】
このように本実施形態のプロセスカートリッジ５０は、搬送コイルスプリング７１を支持する回転支持部材７４がホルダ８１を介して間接的に保持されており、搬送コイルスプリング７１を確実に支持するとともに、高精度に回転させることができる。
【００３９】
このように構成されたクリーニング装置７は、クリーニングブレード７０によって感光体ドラム３から除去されたトナーが、搬送コイルスプリング７１が配置されている空間内に一時的に収容され、搬送コイルスプリング７１が回転することにより、除去トナーはクリーニングブレード７０の長手方向と平行な方向に送られれる。このとき、搬送コイルスプリング７１の回転方向が感光体ドラム３と同方向なので、搬送コイルスプリング７１は除去トナーを感光体ドラム３の周面から離れた側に片寄せながら搬送する。そして、プロセスカートリッジ５０外に搬出され、図示していない廃トナータンクに収容される。
【００４０】
上記回転支持部材７４とホルダ８１は、ポリアセタール樹脂を用いた射出成形法により一体に成形することが好ましく、これによって部品点数が大幅に減少する。なお、回転支持部材７４とホルダ８１はポリアセタール樹脂の代わりに、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプレン樹脂及び、これらのアロイ樹脂等を使用してもよい。また、適宜補強部材としてこれら樹脂にガラス、チタン酸カリウム、タルク、マイカ、ラワストナイト及び、天然鉱物のうち単独、あるいは複数以上添加してもよく、これらの補強材は５〜５０％添加するのが一般的である。
【００４１】
なお、図４及び図５において符号５３はプロセスカートリッジ５０の側壁、５４はその側壁５３に形成された貫通穴であり、本実施形態の外カバー部材５１や側壁５３も上記実施形態と同様に材料から作られている。
【００４２】
このように構成されたプロセスカートリッジ５０も、上記実施形態と同様に、Ｅ形留め輪を使って筐体の両側から挟みこむ様な組立方法に比べると部品点数が少なく、しかも部品機能を集約することによる小型化も可能となり、組立も非常に容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る画像形成装置であるカラープリンタを示す概略説明図である。
【図２】そのカラープリンタのプロセスカートリッジを示す拡大断面説明図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すプロセスカートリッジの一側部の一部を分解した斜視図である。
【図４】本発明の別の実施形態を示すプロセスカートリッジの一側部の一部を分解した斜視図である。
【図５】図４に示すプロセスカートリッジから感光体ドラムを外した分解斜視図である。
【図６】従来のプロセスカートリッジの一側部の一部を分解した斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
３    像担持体（感光体ドラム）
７    クリーニング装置
５０    プロセスカートリッジ
５１    外カバー部材
５２    ピン
５３    側壁
５４    貫通穴
７０    クリーニング部材（クリーニングブレード）
７１    搬送コイルスプリング
７４    回転支持部材
７９    ギヤ
８０    位置決め穴
８１    ホルダ
８２    ピン
８３    アイドラギヤ
８５    嵌合穴
【図１】
0005130035.tif 000002
【図２】
0005130035.tif 000003
【図３】
0005130035.tif 000004
【図４】
0005130035.tif 000005
【図５】
0005130035.tif 000006
【図６】
0005130035.tif 000007